使用Cu（II），Cu（I）和Cu（0）催化剂的铜催化机械化学点击反应已成功实施，以提供新的6-苯基-2-（三氟甲基）喹啉与苯基-1,2,3-三唑喹啉核心的O-4部分。事实证明，碾磨程序比相应的溶液反应效率更高，产量增加了15倍。溶液和研磨程序的效率取决于p - 叠氮化物反应物中的取代基，导致H <Cl <Br <I反应性偏差。使用Cu（II）和Cu（I）催化剂的固态催化需要铜物质直接参与反应和产生高度发光化合物，这阻碍了通过拉曼光谱的原位监测。然而，通过使用黄铜研磨介质形式的Cu（0）催化剂实现了对研磨过程的原位监测，这提供了对机械化学CuAAC反应的反应途径的直接了解，表明催化最可能在表面上进行。铣球。电子自旋共振谱用于测定通过研磨程序获得的散装产品中各铜催化剂的氧化和旋转状态。
关键词： 电子自旋共振（ESR）光谱; 原位拉曼监测; 机械力; 喹啉; 固态点击化学
铜催化的叠氮化物 - 炔烃环加成（CuAAC）代表点击化学的主要实例。Click化学描述了“一组近乎完美的”反应[1]，用于有效区域选择性生成1,4-二取代的1,2,3-三唑[1-3]。在他们的发现[1]之后，提供1,2,3-三唑的点击反应迅速变得对于通用分子的简单和稳健结合以及用于构建稳定的聚合物结构变得重要[4]。同时，1,2,3-三唑成为药物发现的首选杂环，因为它们具有良好的药代动力学和安全性，氢键能力，适度的偶极矩，在体内条件下的刚性和稳定性[5， 6]。此外，1,2,3-三唑作为酰胺键生物电子等排体的能力使点击反应成为生物活性分子结合的有价值的合成方法[7-9]，旨在改善其生物活性[4,10,11]。在叠氮化物 - 炔烃环加成中发现铜（I）离子催化对于该反应的应用是决定性的，因为它提高了反应速率和产率并且将叠氮化物 - 炔烃环加成仅指向1,4-取代的区域异构体，而非催化的过程。得到1,4-和1,5-区域异构体的非化学计量混合物。尽管CuAAC反应在溶液中有效地进行，但仍存在寻找更环保替代品的持续动机，这将减少时间和能量需求以及这些反应产生的废物。其他非常规方法，如微波和超声辐射[7,12,13]机械化学已成为CuAAC的可行方法。从广义上讲，机械化学，即机械力引起的化学转化[14]，在合成和材料科学的各个领域迅速发展，包括无机[15]，有机[16,17]和超分子材料[18， 19]，金属间化合物[20]，纳米粒子[15,21]，并广泛应用于药物固体的合成[22]。此外，医药机械化学是一种新的研究学科，可提供对活性药物成分的获取，预计将对药物化学的未来发展和制药行业的需求产生强烈影响，以实现更环保，更有效的化学合成方法[23] -25]。根据有机合成中机械化学的进展[26]，球磨已成功实施无溶剂CuAAC反应[27-30]。显着缩短的反应时间和降低的能量需求，以及明显的产量效益揭示了CuAAC的机械化学方法的广泛潜力。初步报告显示了标准催化剂体系，铜（II）盐和抗坏血酸[27]的应用，但很快证明机械化学的应用允许使用非均相铜（0）催化剂，作为铜研磨容器[用于快速有效地进行CuAAC的铜粉[30 ]或铜粉[30]。在溶液中也使用铜（0）催化剂用于CuAAC，但这些反应通常要慢得多[31]。。此外，使用球磨工艺进行点击聚合，对聚合物链的完整性没有显着影响[27,32]。
在这里，我们研究了铜催化剂与Cu（0），Cu（I）和Cu（II）氧化态的效率，用于目标喹啉衍生物和对位取代的苯基叠氮化物的机械化学CuAAC反应。我们还调查了p的影响 - 叠氮化物中的取代基对反应进程和产率的影响。当使用不同的催化剂时，使用原位拉曼光谱的直接监测来获得对研磨CuAAC反应途径的了解。通过电子自旋共振（ESR）光谱测定反应完成后Cu催化剂的电子结构。除了使用铜（0）作为催化剂的那些之外的所有研磨反应与溶液程序进行比较以确定每种合成方法的益处。通过单晶X射线衍射测定所有产物的结构，并通过NMR，Raman和FTIR-ATR光谱方法另外表征产物。